Research on iron(III) and cobalt(II) adsorption activity of Aduunchuluun active carbon
DOI:
https://doi.org/10.5564/bicct.v11i11.3287Keywords:
steam activation, adsorption capacity, surface area, adsorption, iron, cobalt ionsAbstract
Coal from Aduunchuluun deposit was pre-treated by pyrolysis at 600°C, and semi-coke was activated at 800°C under a
steam flow of 2 ml/min for 120 and 240 minutes to obtain activated carbons. The maximum weight loss of activated carbon was
64.7% with relatively high adsorption capacity, i.e. iodine and methylene blue absorption was 615 mg/g and 762 mg/g, surface area
was 894 m2/g, respectively. The activity of Fe3+ and Co2+ ion adsorption of activated carbon was investigated depending on the pH
of aqueous solution, initial concentration of metal ions, adsorption time and temperature. The removal of Fe3+ ions was 93.2-93.7%,
for Co2+ ions was 95.1-95.2%. According to the adsorption isotherms and thermodynamic studies, the adsorption process was leading to the multilayer coverage with the metallic ions on the heterogeneous surfaces )micro- and meso-) of the activated carbons )A-3 and A-7) and the adsorption process was spontaneous.
Адуунчулууны идэвхжүүлсэн нүүрсний төмөр(III), кобальт(II) шингээх идэвхийн судалгаа
Хураангуй: Адуунчулууны ордын нүүрсийг 600°С-ийн температурт пиролизын аргаар урьдчилан боловсруулж, гарган
авсан хагас коксыг 800°С-ийн температурт, 2 мл/мин усны уурын урсгалд 120, 240 минутын хугацаатайгаар идэвхжүүлэн
идэвхжүүлсэн нүүрс гарган авсан. Идэвхжүүлсэн нүүрсний жингийн алдагдал хамгийн их нь 64.7 %, шингээх чадвар
харьцангуй өндөр буюу иод болон метилен хөх шингээлт 615 мг/г ба 762 мг/г, гадаргуугийн талбай 894 м2/г тус тус байв.
Идэвхжүүлсэн нүүрсний Fe3+, Co2+ ион шингээх идэвхийг усан уусмалын орчин, металлын ионы анхны концентрац,
шингээлтийн хугацаа, температураас хамааруулан судалсан. Fe3+ ионыг шингээх идэвхжүүлсэн нүүрсний шингээлтийн
зэрэг нь 93.2-93.7%, харин Co2+ ионы хувьд 95.1-95.2% өндөр байв. Шингээлтийн изотермийн болон термодинамикийн
судалгаагаар уг идэвхжүүлсэн нүүрс )А-3 ба А-7) нь олон төрлийн сүвэрхэг (микро-, мезо-) бүтэцтэй бөгөөд шингээлтийн
процессоор шингээгчийн гадаргуу дээр металлын ионууд олон давхарга үүсгэн бүрхэж, өөрөө аяндаа явагдах физикийн
шингээлт болохыг тодорхойлов.
Түлхүүр үг: усны уурын идэвхжүүлэлт, шингээлтийн багтаамж, гадаргуугийн талбай, шингээлт, төмрийн
ион, кобальт ион
Downloads
26
References
Ж. Нарангэрэл. (2021) Нүүрсний хими технологийн үндэс. Гурав дахь хэвлэл. Улаанбаатар. Адмон ХХК. х.424.
Б. Пүрэвсүрэн, Ж. Дугаржав, Г. Шийрав, А. Ариунаа, Р. Эрдэнэчимэг ба бусад (2007) Органик түүхий эдээс шүүгч, шингээгч материал гарган авах технологи. Шинжлэх ухаан технологийн төсөлт ажлын тайлан. Улаанбаатар. х.13-15.
J. Narangerel, Sh. Monkhjargal, A. Ariunaa. (2004) Adsorption of heavy metal ions on oxidized carbon from coal. ШУА–ийн мэдээ. 2, p.6-28.
N. Byamba-Ochir, W.G. Shim, M.S. Balathanigaimani, H. Moon. (2016) Highly porous activated carbons prepared from carbon rich Mongolian anthracite by direct NaOH activation. Applied Surface Science. 379, p.331-337. http://dx.doi.org/10.1016/j.apsusc.2016.04.082
X. Zhang, Y. Hao, X. Wang, Z. Chen. (2017) Adsorption of iron(III), cobalt(II), and nickel(II) on activated carbon derived from Xanthoceras sorbifolia Bunge hull: mechanisms, kinetics and influencing parameters. Water Science and Technology. 75(8), p.1849-1861. doi:10.2166/wst.2017.067
E. Demirbas, (2003) Adsorption of cobalt(II) ions from aqueous solution onto activated carbon prepared from hazelnut shells. Adsorption Science & Technology. 21(10), p.951–963. https://doi.org/10.1260/02636170360744380
A. Ichinnorov, G. Odontuya, G. Dulamsuren, Z. Buyanjargal, B. Dariimaa, O. Khureldavaa, A. Tsiiregzen, D. Oyuntsetseg. (2022) Hydrochemical study of the wells water in Dornogobi province. Bulletin of the Institute of Chemistry and Chemical Technology. 10(10), p.40-47. https://doi.org/10.5564/bicct.v10i10.2593
http://bic.iwlearn.org (2014). Байгаль нуурын сав газрын хүрээлэн буй орчны төлөв байдлын тайлан. Хүрээлэн буй орчин ба хүний ажиллагаанаас үүдсэн өөрчлөлтийн тайлан мэдээлэл.
А. Ариунаа. (2011) Нүүрснээс халууны боловсруулалтын аргаар идэвхжүүлсэн нүүрс гарган авах судалгаа. Химийн ухааны доктор (Ph.D)-ын зэрэг горилсон нэг сэдэвт бүтээл. Улаанбаатар.
A.N. Cleiton, C.G. Mario. (2011) Estimation of surface area and pore volume of activated carbons by methylene blue and iodine numbers. Quim Nova. 34(3), p.472-476. https://doi.org/10.1590/S0100-40422011000300020
В.Б. Алесковский. (1971) Физико-химические методы анализа. Практическое руководство. Изд. 2-е, пер. И испр. Изд-во Химия. с.104.
D.M. Ruthven. (1984) Principles of adsorption and adsorption processes. Chapter 3. New York. John Wiley & Sons. p.464.
N.H. Tran, E.C. Lima, R.S. Juang, J.C. Bollinger, H.P. Chao. (2021) Thermodynamic parameters of liquid–phase adsorption process calculated from different equilibrium constants related to adsorption isotherms: A comparison study. Journal of Environmental Chemical Engineering. 9(6), p.106674. https://doi.org/10.1016/j.jece.2021.106674
B. Battogtokh, J.M. Lee, N. Woo. (2014) Contamination of water and soil by Erdenet copper-molybdenum mine in Mongolia. Environmental Earth Sciences. 71(8), p.3363-3374. https://doi.org/10.1007/s12665-013-2727-y
M.A. Al-Ghouti, D.A. Da’ana. (2020) Guidelines for the use and interpretation of adsorption isotherm models: A review. Journal of Hazardous Materials. 393, p.122383. https://doi.org/10.1016/j.jhazmat.2020.122383
T.C. Egbosiuba, A.S. Abdulkareem, J.O. Tijani, J.I. Ani, V. Krikstolaityte et al. (2020) Taguchi optimization design of diameter-controlled synthesis of multi walled carbon nanotubes for the adsorption of Pb(II) and Ni(II) from chemical industry wastewater. Chemosphere. 2021, p.128937. https://doi.org/10.1016/j.chemosphere.2020.128937
E.S. Kamenskii, T.S. Manina, P.N. Kuznetsov, Z.R. Ismagilov, B.V. Polyakov et al. (2016) Preparation and properties of sorbents from the coals of Mongolia. Solid Fuel Chemistry. 50(6), p.357-363. https://doi.org/10.3103/s0361521916060045
R. Sohani, A. Shahare. (2018) Feasibility study for establishing a manufacturing industry for activated carbon and bio oil extraction using coconut shell in vidarbha region. Technical specification of granular activated carbon. International Research Journal of Engineering and Technology. 05(05), p.1730-1736.
Y. Zou, B.X. Han. (2001) Preparation of activated carbons from Chinese coal and hydrolysis lignin. Adsorption Science & Technology. 19(1), p.59-72. https://doi.org/10.1260/0263617011493971
Downloads
Published
How to Cite
Issue
Section
License
Copyright (c) 2023 Alyeksandr Ariunaa, Byamba-Ochir Narandalai, Janchig Narangerel, Oyunchimeg Nasantogtokh, Enkhtur Munkhbat, Erdenebileg Puntsagdash
This work is licensed under a Creative Commons Attribution 4.0 International License.
Copyright on any research article in the Bulletin of the Institute of Chemistry and Chemical Technology, MAS is retained by the author(s).
The authors grant the Bulletin of the Institute of Chemistry and Chemical Technology, MAS a license to publish the article and identify itself as the original publisher.
Articles in the Bulletin of the Institute of Chemistry and Chemical Technology, MAS are Open Access articles published under a Creative Commons Attribution 4.0 International License CC BY.
This license permits use, distribution and reproduction in any medium, provided the original work is properly cited.
